柔性喷管是固体火箭发动机的能量转换部件，同时又承担着推力向量调节功能，是集结构与功能为一体的固体火箭发动机关部件之一。但因其设计和力学基础还不很成熟，要提高柔性喷管的设计水平、增加喷管的冲质比和改进力装置的性能，该文基于这一要求，针对柔性喷管整体结构，完成了以下几项研究工作:首先，在喷管的热分析方面，结合喷管的实际工作特点，考虑到喷管传热中的主要因素，就含复合材料喷管整体结某全碳碳扩张段结构模型，用有限元法进行了轴对称情况下的瞬温度场计算。其次，根据柔性喷管纤维缠绕扩张段的结构特点，提出了一种纤维缠绕变厚度板壳的复合材料单元，在充分利用实验数据的基础上，对柔性喷管的支撑机构柔性接头进行了合理的简化，以弹簧系统取代柔性接头，在此基础上建立了柔性喷管的结构分析模型。再次，关于自由振动和模态分析研究方面，选用前面提到的特殊的纤维缠绕变厚度壳体的复合材料单元，用大型特征值问题求解的子空间迭代法，对固定支撑的锥筒式扩张段柔性喷管和柔性支撑的分体式扩张段喷管整体结构进行了自由振动和模态分析。最后，为了验证前面的理论分析计算结果，进行了柔性喷管的静力刚度实验和自振频率实验，并与计算结果相比较，证明计算模型是合理的、结果是可信的。